Como já foi referido o facto de usar tecnologias diferentes no tratamento de efluentes proporciona também resultados diferentes, tanto em eficiências de remoção de CQO como também o tipo de compostos produzidos ao longo do processo biológico.
A figura 30 apresenta a comparação da evolução do CQO total de entrada, CQO solúvel de saída e AOV para os dois reatores, durante a fase estacionária.
Figura 30: Comparação entre evolução de CQO In S, CQO Out S e AOV para a condição 20_Alk 2000 no MBBR e CSTR
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 0 5 10 15 20 m g C QO/ L Dias de operação
AOVs CSTR AOVs MBBR CQO In S MBBR
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O reator MBBR apresenta uma maior quantidade de AOV produzidos comparativamente com o reator CSTR, 4203 mg CQO/L e 3553,23 mg CQO/L, em média respectivamente. No primeiro dia de medição de ácidos o valor é semelhante nos dois reatores, como é visível no gráfico xx, sendo que no CSTR nos dias seguintes os AOV permanecem sensivelmente nesse nível inicial, á excepção do dia 24, em que há uma diminuição para cerca de 2000 mg CQO/L de AOV. No reactor MBBR, os ácidos logo no segundo dia de medição, sobem para concentrações próximas dos 5000 mg CQO/L, á excepção do 13º e 15º dia, em que ocorre uma diminuição destes. A maior quantidade de AOV produzida no MBBR pode ser explicada pela facto dos carriers, onde cresce o biofilme, proporcionar condições mais favoráveis ao desenvolvimento de microorganismos acidogénicos e de servir como uma estrutura não só de suporte para o crescimento de biomassa mas também de protecção contra as mudanças do meio que poderão prejudicar a biomassa. Por outro lado, no reactor CSTR os microorganismos são colocados e crescem directamente no meio, e com a agitação mecânica a biomassa pode não formar agregados tão grandes como os biofilmes que crescem nos carriers do MBBR.
Por outro lado, quanto o CSTR permitiu uma maior redução do CQO de entrada no reactor, cerca de 26% em relação a esse valor inicia, enquanto que no MBBR essa redução foi apenas de 15%. Esses valores encontram-se também relacionados com os AOV, que contribuem na contabilização do CQO e como houve uma maior quantidade de ácidos no MBBR do que no CSTR é normal que a diminuição de CQO neste último fosse mais acentuada.
Na figura 28 apresenta-se a comparação entre cada tipo de AOV em relação ao total de àcidos produzidos nos dois reatores.
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Figura 31: Comparação percentual entre os mesmos ácidos em MBBR e CSTR
Da análise à figura 28 é possível observar que o reactor MBBR houve uma maior produção em quase todos os ácidos comparativamente com os mesmos ácidos produzidos no CSTR, à exceção do ácido n-caproico e do ácido i-valérico. É de salientar também que a diferença entre a percentagem de ácido caproico produzido no reactor CSTR em relação à quantidade produzido no reactor MBBR é bastante significativa, mais de 90%. Quanto ao ácido i-valérico, a sua predominância em relação à sua produção no MBBR, traduz-se em 55 % do total deste ácido produzido nos dois reactores.
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Ac Pr i-Bu n-Bu i-Va n-Va n-Ca
C o mp ar aç ão p e rc e n tu al AOV MBBR CSTR
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5 Conclusão
Neste trabalho propôs-se valorizar subprodutos industriais, o soro de leite da indústria agroalimentar, através da produção de AOVs.
Os ácidos orgânicos voláteis são percursores químicos utilizados como substrato de bioprocessos para a obtenção de produtos de valor acrescentado como os PHAs.
Estudou-se o efeito da variação da carga orgânica e concluiu-se que a quantidade de AOV produzidos aumenta com o aumento da carga orgânica, sendo esse aumento mais significativo quando a alcalinidade adicionada ao reator foi de 2000 mg CaCO3/L.
Em relação ao perfil de AOV, o aumento da carga orgânica provoca uma diminuição generalizada de ácido n-valérico, i-valérico e i-butírico. O ácido mais produzido nas quatro condições estudadas é o n-butírico. O ácido acético aumenta com o aumenta da carga orgânica para a alcalinidade de 2000 mg CaCO3/L e diminui para a alcalinidade de 5000 mg CaCO3/L.
No estudo do efeito da alcalinidade na produção de AOV encontra-se resultados contraditórios para as duas cargas orgânicas: para 20 g CQO/L/d o aumento da alcalinidade provoca uma maior produção média de AOV, enquanto que para 50 g CQO/L/d com o aumento da alcalinidade ocorre uma diminuição na produção de AOV. Contudo, ao comparar o efeito da alcalinidade é importante considerar-se que a mesma alcalinidade para diferentes cargas orgânicas não significa que a influência no pH seja a mesma, pois a neutralização dos AOVs existentes em cada condição é diferente, fazendo com que o pH final seja diferente.
Por fim, analisando o modo de operação do reator biológico, conclui-se que a produção de AOV no MBBR revelou uma produção 15% superior á produção de AOV no CSTR, que poderá ser explicado pelo facto dos carriers no MBBR serem não só um suporte para o crescimento de biomassa, mas também uma estrutura de protecção para as bactérias acidogénicas, permitindo uma maior acumulação destas do que no reator CSTR. Por outro lado, do ponto de vista ambiental o CSTR conseguiu produzir um efluente com uma maior redução de CQO, comparativamente com o efluente do MBBR.
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Em suma, este trabalho mostrou que é possível produzir AOVs a partir de resíduos industriais, utilizando um processo biológico simples, viável e económico, como é a digestão anaeróbia. Os resultados obtidos levantam a hipótese de se poder manipular o perfil de AOVs obtidos, modificando as condições de operação e o tipo de substrato
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